xref: /openbmc/linux/net/xfrm/xfrm_ipcomp.c (revision 747b67088f8d34b3ec64d31447a1044be92dd348)
12874c5fdSThomas Gleixner // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
26fccab67SHerbert Xu /*
36fccab67SHerbert Xu  * IP Payload Compression Protocol (IPComp) - RFC3173.
46fccab67SHerbert Xu  *
56fccab67SHerbert Xu  * Copyright (c) 2003 James Morris <jmorris@intercode.com.au>
66fccab67SHerbert Xu  * Copyright (c) 2003-2008 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
76fccab67SHerbert Xu  *
86fccab67SHerbert Xu  * Todo:
96fccab67SHerbert Xu  *   - Tunable compression parameters.
106fccab67SHerbert Xu  *   - Compression stats.
116fccab67SHerbert Xu  *   - Adaptive compression.
126fccab67SHerbert Xu  */
136fccab67SHerbert Xu 
146fccab67SHerbert Xu #include <linux/crypto.h>
156fccab67SHerbert Xu #include <linux/err.h>
166fccab67SHerbert Xu #include <linux/list.h>
176fccab67SHerbert Xu #include <linux/module.h>
186fccab67SHerbert Xu #include <linux/mutex.h>
196fccab67SHerbert Xu #include <linux/percpu.h>
205a0e3ad6STejun Heo #include <linux/slab.h>
216fccab67SHerbert Xu #include <linux/smp.h>
226fccab67SHerbert Xu #include <linux/vmalloc.h>
236fccab67SHerbert Xu #include <net/ip.h>
246fccab67SHerbert Xu #include <net/ipcomp.h>
256fccab67SHerbert Xu #include <net/xfrm.h>
266fccab67SHerbert Xu 
276fccab67SHerbert Xu struct ipcomp_tfms {
286fccab67SHerbert Xu 	struct list_head list;
297d720c3eSTejun Heo 	struct crypto_comp * __percpu *tfms;
306fccab67SHerbert Xu 	int users;
316fccab67SHerbert Xu };
326fccab67SHerbert Xu 
336fccab67SHerbert Xu static DEFINE_MUTEX(ipcomp_resource_mutex);
347d720c3eSTejun Heo static void * __percpu *ipcomp_scratches;
356fccab67SHerbert Xu static int ipcomp_scratch_users;
366fccab67SHerbert Xu static LIST_HEAD(ipcomp_tfms_list);
376fccab67SHerbert Xu 
386fccab67SHerbert Xu static int ipcomp_decompress(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
396fccab67SHerbert Xu {
406fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
416fccab67SHerbert Xu 	const int plen = skb->len;
426fccab67SHerbert Xu 	int dlen = IPCOMP_SCRATCH_SIZE;
436fccab67SHerbert Xu 	const u8 *start = skb->data;
44*747b6708SSabrina Dubroca 	u8 *scratch = *this_cpu_ptr(ipcomp_scratches);
45*747b6708SSabrina Dubroca 	struct crypto_comp *tfm = *this_cpu_ptr(ipcd->tfms);
466fccab67SHerbert Xu 	int err = crypto_comp_decompress(tfm, start, plen, scratch, &dlen);
477d7e5a60SHerbert Xu 	int len;
486fccab67SHerbert Xu 
496fccab67SHerbert Xu 	if (err)
50*747b6708SSabrina Dubroca 		return err;
516fccab67SHerbert Xu 
52*747b6708SSabrina Dubroca 	if (dlen < (plen + sizeof(struct ip_comp_hdr)))
53*747b6708SSabrina Dubroca 		return -EINVAL;
546fccab67SHerbert Xu 
557d7e5a60SHerbert Xu 	len = dlen - plen;
567d7e5a60SHerbert Xu 	if (len > skb_tailroom(skb))
577d7e5a60SHerbert Xu 		len = skb_tailroom(skb);
587d7e5a60SHerbert Xu 
597d7e5a60SHerbert Xu 	__skb_put(skb, len);
607d7e5a60SHerbert Xu 
617d7e5a60SHerbert Xu 	len += plen;
627d7e5a60SHerbert Xu 	skb_copy_to_linear_data(skb, scratch, len);
637d7e5a60SHerbert Xu 
647d7e5a60SHerbert Xu 	while ((scratch += len, dlen -= len) > 0) {
657d7e5a60SHerbert Xu 		skb_frag_t *frag;
66804cf14eSIan Campbell 		struct page *page;
677d7e5a60SHerbert Xu 
687d7e5a60SHerbert Xu 		if (WARN_ON(skb_shinfo(skb)->nr_frags >= MAX_SKB_FRAGS))
69*747b6708SSabrina Dubroca 			return -EMSGSIZE;
706fccab67SHerbert Xu 
717d7e5a60SHerbert Xu 		frag = skb_shinfo(skb)->frags + skb_shinfo(skb)->nr_frags;
72804cf14eSIan Campbell 		page = alloc_page(GFP_ATOMIC);
737d7e5a60SHerbert Xu 
74804cf14eSIan Campbell 		if (!page)
75*747b6708SSabrina Dubroca 			return -ENOMEM;
767d7e5a60SHerbert Xu 
77804cf14eSIan Campbell 		__skb_frag_set_page(frag, page);
78804cf14eSIan Campbell 
797d7e5a60SHerbert Xu 		len = PAGE_SIZE;
807d7e5a60SHerbert Xu 		if (dlen < len)
817d7e5a60SHerbert Xu 			len = dlen;
827d7e5a60SHerbert Xu 
83b54c9d5bSJonathan Lemon 		skb_frag_off_set(frag, 0);
849e903e08SEric Dumazet 		skb_frag_size_set(frag, len);
85804cf14eSIan Campbell 		memcpy(skb_frag_address(frag), scratch, len);
86804cf14eSIan Campbell 
877d7e5a60SHerbert Xu 		skb->truesize += len;
887d7e5a60SHerbert Xu 		skb->data_len += len;
897d7e5a60SHerbert Xu 		skb->len += len;
907d7e5a60SHerbert Xu 
917d7e5a60SHerbert Xu 		skb_shinfo(skb)->nr_frags++;
927d7e5a60SHerbert Xu 	}
937d7e5a60SHerbert Xu 
94*747b6708SSabrina Dubroca 	return 0;
956fccab67SHerbert Xu }
966fccab67SHerbert Xu 
976fccab67SHerbert Xu int ipcomp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
986fccab67SHerbert Xu {
996fccab67SHerbert Xu 	int nexthdr;
1006fccab67SHerbert Xu 	int err = -ENOMEM;
1016fccab67SHerbert Xu 	struct ip_comp_hdr *ipch;
1026fccab67SHerbert Xu 
1036fccab67SHerbert Xu 	if (skb_linearize_cow(skb))
1046fccab67SHerbert Xu 		goto out;
1056fccab67SHerbert Xu 
1066fccab67SHerbert Xu 	skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
1076fccab67SHerbert Xu 
1086fccab67SHerbert Xu 	/* Remove ipcomp header and decompress original payload */
1096fccab67SHerbert Xu 	ipch = (void *)skb->data;
1106fccab67SHerbert Xu 	nexthdr = ipch->nexthdr;
1116fccab67SHerbert Xu 
1126fccab67SHerbert Xu 	skb->transport_header = skb->network_header + sizeof(*ipch);
1136fccab67SHerbert Xu 	__skb_pull(skb, sizeof(*ipch));
1146fccab67SHerbert Xu 	err = ipcomp_decompress(x, skb);
1156fccab67SHerbert Xu 	if (err)
1166fccab67SHerbert Xu 		goto out;
1176fccab67SHerbert Xu 
1186fccab67SHerbert Xu 	err = nexthdr;
1196fccab67SHerbert Xu 
1206fccab67SHerbert Xu out:
1216fccab67SHerbert Xu 	return err;
1226fccab67SHerbert Xu }
1236fccab67SHerbert Xu EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_input);
1246fccab67SHerbert Xu 
1256fccab67SHerbert Xu static int ipcomp_compress(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
1266fccab67SHerbert Xu {
1276fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
1286fccab67SHerbert Xu 	const int plen = skb->len;
1296fccab67SHerbert Xu 	int dlen = IPCOMP_SCRATCH_SIZE;
1306fccab67SHerbert Xu 	u8 *start = skb->data;
13112e35946SMichal Kubecek 	struct crypto_comp *tfm;
13212e35946SMichal Kubecek 	u8 *scratch;
1336fccab67SHerbert Xu 	int err;
1346fccab67SHerbert Xu 
1356fccab67SHerbert Xu 	local_bh_disable();
13612e35946SMichal Kubecek 	scratch = *this_cpu_ptr(ipcomp_scratches);
13712e35946SMichal Kubecek 	tfm = *this_cpu_ptr(ipcd->tfms);
1386fccab67SHerbert Xu 	err = crypto_comp_compress(tfm, start, plen, scratch, &dlen);
1396fccab67SHerbert Xu 	if (err)
1406fccab67SHerbert Xu 		goto out;
1416fccab67SHerbert Xu 
1426fccab67SHerbert Xu 	if ((dlen + sizeof(struct ip_comp_hdr)) >= plen) {
1436fccab67SHerbert Xu 		err = -EMSGSIZE;
1446fccab67SHerbert Xu 		goto out;
1456fccab67SHerbert Xu 	}
1466fccab67SHerbert Xu 
1476fccab67SHerbert Xu 	memcpy(start + sizeof(struct ip_comp_hdr), scratch, dlen);
14812e35946SMichal Kubecek 	local_bh_enable();
1496fccab67SHerbert Xu 
1506fccab67SHerbert Xu 	pskb_trim(skb, dlen + sizeof(struct ip_comp_hdr));
1516fccab67SHerbert Xu 	return 0;
1526fccab67SHerbert Xu 
1536fccab67SHerbert Xu out:
15412e35946SMichal Kubecek 	local_bh_enable();
1556fccab67SHerbert Xu 	return err;
1566fccab67SHerbert Xu }
1576fccab67SHerbert Xu 
1586fccab67SHerbert Xu int ipcomp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
1596fccab67SHerbert Xu {
1606fccab67SHerbert Xu 	int err;
1616fccab67SHerbert Xu 	struct ip_comp_hdr *ipch;
1626fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
1636fccab67SHerbert Xu 
1646fccab67SHerbert Xu 	if (skb->len < ipcd->threshold) {
1656fccab67SHerbert Xu 		/* Don't bother compressing */
1666fccab67SHerbert Xu 		goto out_ok;
1676fccab67SHerbert Xu 	}
1686fccab67SHerbert Xu 
1696fccab67SHerbert Xu 	if (skb_linearize_cow(skb))
1706fccab67SHerbert Xu 		goto out_ok;
1716fccab67SHerbert Xu 
1726fccab67SHerbert Xu 	err = ipcomp_compress(x, skb);
1736fccab67SHerbert Xu 
1746fccab67SHerbert Xu 	if (err) {
1756fccab67SHerbert Xu 		goto out_ok;
1766fccab67SHerbert Xu 	}
1776fccab67SHerbert Xu 
1786fccab67SHerbert Xu 	/* Install ipcomp header, convert into ipcomp datagram. */
1796fccab67SHerbert Xu 	ipch = ip_comp_hdr(skb);
1806fccab67SHerbert Xu 	ipch->nexthdr = *skb_mac_header(skb);
1816fccab67SHerbert Xu 	ipch->flags = 0;
1826fccab67SHerbert Xu 	ipch->cpi = htons((u16 )ntohl(x->id.spi));
1836fccab67SHerbert Xu 	*skb_mac_header(skb) = IPPROTO_COMP;
1846fccab67SHerbert Xu out_ok:
1856fccab67SHerbert Xu 	skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
1866fccab67SHerbert Xu 	return 0;
1876fccab67SHerbert Xu }
1886fccab67SHerbert Xu EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_output);
1896fccab67SHerbert Xu 
1906fccab67SHerbert Xu static void ipcomp_free_scratches(void)
1916fccab67SHerbert Xu {
1926fccab67SHerbert Xu 	int i;
1937d720c3eSTejun Heo 	void * __percpu *scratches;
1946fccab67SHerbert Xu 
1956fccab67SHerbert Xu 	if (--ipcomp_scratch_users)
1966fccab67SHerbert Xu 		return;
1976fccab67SHerbert Xu 
1986fccab67SHerbert Xu 	scratches = ipcomp_scratches;
1996fccab67SHerbert Xu 	if (!scratches)
2006fccab67SHerbert Xu 		return;
2016fccab67SHerbert Xu 
2026fccab67SHerbert Xu 	for_each_possible_cpu(i)
2036fccab67SHerbert Xu 		vfree(*per_cpu_ptr(scratches, i));
2046fccab67SHerbert Xu 
2056fccab67SHerbert Xu 	free_percpu(scratches);
2066fccab67SHerbert Xu }
2076fccab67SHerbert Xu 
2087d720c3eSTejun Heo static void * __percpu *ipcomp_alloc_scratches(void)
2096fccab67SHerbert Xu {
2107d720c3eSTejun Heo 	void * __percpu *scratches;
2115cf4eb54SEric Dumazet 	int i;
2126fccab67SHerbert Xu 
2136fccab67SHerbert Xu 	if (ipcomp_scratch_users++)
2146fccab67SHerbert Xu 		return ipcomp_scratches;
2156fccab67SHerbert Xu 
2166fccab67SHerbert Xu 	scratches = alloc_percpu(void *);
2176fccab67SHerbert Xu 	if (!scratches)
2186fccab67SHerbert Xu 		return NULL;
2196fccab67SHerbert Xu 
2206fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_scratches = scratches;
2216fccab67SHerbert Xu 
2226fccab67SHerbert Xu 	for_each_possible_cpu(i) {
2235cf4eb54SEric Dumazet 		void *scratch;
2245cf4eb54SEric Dumazet 
2255cf4eb54SEric Dumazet 		scratch = vmalloc_node(IPCOMP_SCRATCH_SIZE, cpu_to_node(i));
2266fccab67SHerbert Xu 		if (!scratch)
2276fccab67SHerbert Xu 			return NULL;
2286fccab67SHerbert Xu 		*per_cpu_ptr(scratches, i) = scratch;
2296fccab67SHerbert Xu 	}
2306fccab67SHerbert Xu 
2316fccab67SHerbert Xu 	return scratches;
2326fccab67SHerbert Xu }
2336fccab67SHerbert Xu 
2347d720c3eSTejun Heo static void ipcomp_free_tfms(struct crypto_comp * __percpu *tfms)
2356fccab67SHerbert Xu {
2366fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_tfms *pos;
2376fccab67SHerbert Xu 	int cpu;
2386fccab67SHerbert Xu 
2396fccab67SHerbert Xu 	list_for_each_entry(pos, &ipcomp_tfms_list, list) {
2406fccab67SHerbert Xu 		if (pos->tfms == tfms)
2416fccab67SHerbert Xu 			break;
2426fccab67SHerbert Xu 	}
2436fccab67SHerbert Xu 
244547b792cSIlpo Järvinen 	WARN_ON(!pos);
2456fccab67SHerbert Xu 
2466fccab67SHerbert Xu 	if (--pos->users)
2476fccab67SHerbert Xu 		return;
2486fccab67SHerbert Xu 
2496fccab67SHerbert Xu 	list_del(&pos->list);
2506fccab67SHerbert Xu 	kfree(pos);
2516fccab67SHerbert Xu 
2526fccab67SHerbert Xu 	if (!tfms)
2536fccab67SHerbert Xu 		return;
2546fccab67SHerbert Xu 
2556fccab67SHerbert Xu 	for_each_possible_cpu(cpu) {
2566fccab67SHerbert Xu 		struct crypto_comp *tfm = *per_cpu_ptr(tfms, cpu);
2576fccab67SHerbert Xu 		crypto_free_comp(tfm);
2586fccab67SHerbert Xu 	}
2596fccab67SHerbert Xu 	free_percpu(tfms);
2606fccab67SHerbert Xu }
2616fccab67SHerbert Xu 
2627d720c3eSTejun Heo static struct crypto_comp * __percpu *ipcomp_alloc_tfms(const char *alg_name)
2636fccab67SHerbert Xu {
2646fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_tfms *pos;
2657d720c3eSTejun Heo 	struct crypto_comp * __percpu *tfms;
2666fccab67SHerbert Xu 	int cpu;
2676fccab67SHerbert Xu 
2686fccab67SHerbert Xu 
2696fccab67SHerbert Xu 	list_for_each_entry(pos, &ipcomp_tfms_list, list) {
2706fccab67SHerbert Xu 		struct crypto_comp *tfm;
2716fccab67SHerbert Xu 
272f7c83bcbSShan Wei 		/* This can be any valid CPU ID so we don't need locking. */
2730dcd7876SGreg Hackmann 		tfm = this_cpu_read(*pos->tfms);
2746fccab67SHerbert Xu 
2756fccab67SHerbert Xu 		if (!strcmp(crypto_comp_name(tfm), alg_name)) {
2766fccab67SHerbert Xu 			pos->users++;
277f7c83bcbSShan Wei 			return pos->tfms;
2786fccab67SHerbert Xu 		}
2796fccab67SHerbert Xu 	}
2806fccab67SHerbert Xu 
2816fccab67SHerbert Xu 	pos = kmalloc(sizeof(*pos), GFP_KERNEL);
2826fccab67SHerbert Xu 	if (!pos)
2836fccab67SHerbert Xu 		return NULL;
2846fccab67SHerbert Xu 
2856fccab67SHerbert Xu 	pos->users = 1;
2866fccab67SHerbert Xu 	INIT_LIST_HEAD(&pos->list);
2876fccab67SHerbert Xu 	list_add(&pos->list, &ipcomp_tfms_list);
2886fccab67SHerbert Xu 
2896fccab67SHerbert Xu 	pos->tfms = tfms = alloc_percpu(struct crypto_comp *);
2906fccab67SHerbert Xu 	if (!tfms)
2916fccab67SHerbert Xu 		goto error;
2926fccab67SHerbert Xu 
2936fccab67SHerbert Xu 	for_each_possible_cpu(cpu) {
2946fccab67SHerbert Xu 		struct crypto_comp *tfm = crypto_alloc_comp(alg_name, 0,
2956fccab67SHerbert Xu 							    CRYPTO_ALG_ASYNC);
2966fccab67SHerbert Xu 		if (IS_ERR(tfm))
2976fccab67SHerbert Xu 			goto error;
2986fccab67SHerbert Xu 		*per_cpu_ptr(tfms, cpu) = tfm;
2996fccab67SHerbert Xu 	}
3006fccab67SHerbert Xu 
3016fccab67SHerbert Xu 	return tfms;
3026fccab67SHerbert Xu 
3036fccab67SHerbert Xu error:
3046fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_free_tfms(tfms);
3056fccab67SHerbert Xu 	return NULL;
3066fccab67SHerbert Xu }
3076fccab67SHerbert Xu 
3086fccab67SHerbert Xu static void ipcomp_free_data(struct ipcomp_data *ipcd)
3096fccab67SHerbert Xu {
3106fccab67SHerbert Xu 	if (ipcd->tfms)
3116fccab67SHerbert Xu 		ipcomp_free_tfms(ipcd->tfms);
3126fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_free_scratches();
3136fccab67SHerbert Xu }
3146fccab67SHerbert Xu 
3156fccab67SHerbert Xu void ipcomp_destroy(struct xfrm_state *x)
3166fccab67SHerbert Xu {
3176fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
3186fccab67SHerbert Xu 	if (!ipcd)
3196fccab67SHerbert Xu 		return;
3206fccab67SHerbert Xu 	xfrm_state_delete_tunnel(x);
3216fccab67SHerbert Xu 	mutex_lock(&ipcomp_resource_mutex);
3226fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_free_data(ipcd);
3236fccab67SHerbert Xu 	mutex_unlock(&ipcomp_resource_mutex);
3246fccab67SHerbert Xu 	kfree(ipcd);
3256fccab67SHerbert Xu }
3266fccab67SHerbert Xu EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_destroy);
3276fccab67SHerbert Xu 
3286fccab67SHerbert Xu int ipcomp_init_state(struct xfrm_state *x)
3296fccab67SHerbert Xu {
3306fccab67SHerbert Xu 	int err;
3316fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd;
3326fccab67SHerbert Xu 	struct xfrm_algo_desc *calg_desc;
3336fccab67SHerbert Xu 
3346fccab67SHerbert Xu 	err = -EINVAL;
3356fccab67SHerbert Xu 	if (!x->calg)
3366fccab67SHerbert Xu 		goto out;
3376fccab67SHerbert Xu 
3386fccab67SHerbert Xu 	if (x->encap)
3396fccab67SHerbert Xu 		goto out;
3406fccab67SHerbert Xu 
3416fccab67SHerbert Xu 	err = -ENOMEM;
3426fccab67SHerbert Xu 	ipcd = kzalloc(sizeof(*ipcd), GFP_KERNEL);
3436fccab67SHerbert Xu 	if (!ipcd)
3446fccab67SHerbert Xu 		goto out;
3456fccab67SHerbert Xu 
3466fccab67SHerbert Xu 	mutex_lock(&ipcomp_resource_mutex);
3476fccab67SHerbert Xu 	if (!ipcomp_alloc_scratches())
3486fccab67SHerbert Xu 		goto error;
3496fccab67SHerbert Xu 
3506fccab67SHerbert Xu 	ipcd->tfms = ipcomp_alloc_tfms(x->calg->alg_name);
3516fccab67SHerbert Xu 	if (!ipcd->tfms)
3526fccab67SHerbert Xu 		goto error;
3536fccab67SHerbert Xu 	mutex_unlock(&ipcomp_resource_mutex);
3546fccab67SHerbert Xu 
3556fccab67SHerbert Xu 	calg_desc = xfrm_calg_get_byname(x->calg->alg_name, 0);
3566fccab67SHerbert Xu 	BUG_ON(!calg_desc);
3576fccab67SHerbert Xu 	ipcd->threshold = calg_desc->uinfo.comp.threshold;
3586fccab67SHerbert Xu 	x->data = ipcd;
3596fccab67SHerbert Xu 	err = 0;
3606fccab67SHerbert Xu out:
3616fccab67SHerbert Xu 	return err;
3626fccab67SHerbert Xu 
3636fccab67SHerbert Xu error:
3646fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_free_data(ipcd);
3656fccab67SHerbert Xu 	mutex_unlock(&ipcomp_resource_mutex);
3666fccab67SHerbert Xu 	kfree(ipcd);
3676fccab67SHerbert Xu 	goto out;
3686fccab67SHerbert Xu }
3696fccab67SHerbert Xu EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_init_state);
3706fccab67SHerbert Xu 
3716fccab67SHerbert Xu MODULE_LICENSE("GPL");
3726fccab67SHerbert Xu MODULE_DESCRIPTION("IP Payload Compression Protocol (IPComp) - RFC3173");
3736fccab67SHerbert Xu MODULE_AUTHOR("James Morris <jmorris@intercode.com.au>");
374